專利名稱：用于小型傳感器應用的固體成像物鏡和組裝技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及成像光學器件和制造成像光學器件的方法，且更具體地涉及小型成像光學器件和制造小型成像光學器件的方法。
背景技術：
由于傳感器日益變小，因此需要產(chǎn)生一種相比小型化的成像光學器件。構造用于小型成像光學器件的透鏡組件的常規(guī)方法是借助隔塊和孔將透鏡元件堆疊在透鏡隔間中。單獨透鏡的對準完全取決于透鏡制造公差以及透鏡隔間和隔塊的機械公差。透鏡元件的偏心和傾斜是導致小型成像物鏡的性能變差的最大因素。當透鏡組件的尺寸收縮時，用于制造透鏡和透鏡隔間的機械公差不收縮，因此使得公差對圖像質量的影響變得更大。隨著透鏡的尺寸變得足夠小，由于高產(chǎn)出損失，因此將制造該系統(tǒng)的效率變差。圖1是示出在實施數(shù)個透鏡元件的現(xiàn)有成像光學器件中發(fā)現(xiàn)的缺點。現(xiàn)有成像光學器件組件由借助機械隔塊堆疊在透鏡隔間中的單獨透鏡制成。對于這些系統(tǒng)，該疊堆的最后透鏡元件通常通過在透鏡的邊緣與透鏡隔間的內(nèi)表面之間施加環(huán)氧樹脂而被保持就位。透鏡的對準由透鏡隔間的機械公差、隔塊的機械公差以及透鏡自身的制造公差來確定。隨著透鏡、透鏡隔間和隔塊的尺寸變得更小，在一些點處制造公差不能再被減小。在這種小尺寸下，每個機械尺寸的誤差與先前的相比變?yōu)榭偝叽绲母蟀俜直龋⑶沂实目赡苄栽黾?，如下文所述。示出了簡化的透鏡隔間100，所·述透鏡隔間能夠為用于任何小型光學應用中的透鏡隔間，所述透鏡隔間在一端具有窗口元件102并且在另一端具有圖像捕獲裝置104。為了示例目的僅示出了幾個透鏡元件，但是透鏡元件的數(shù)量能夠從透鏡隔間100的一端延及到另一端。至窗口元件102的左側的箭頭表示進入透鏡隔間100的光波。作為示例，示出了五個透鏡元件106、107、108、109和110，在其他示例中能夠包括更多的透鏡元件。還可增設有孔和隔塊。隔塊112、113、114和115被設置在這些透鏡元件之間以保持穩(wěn)定性并且提供用于凸形表面的結構。由于透鏡隔間100具有在小于Imm的范圍內(nèi)的小直徑，因此透鏡元件106、107、108、109和110中的一些不能夠被制造滿足嚴格標準。不能夠將透鏡元件制造成滿足嚴格標準導致透鏡元件110具有不正確的尺寸并且使其中心與透鏡元件107、108和109的中心失準。透鏡110對于透鏡隔間100來說太小，如由在透鏡110上方剩余的空間所示的。透鏡106也顯示出制造缺陷并且以不正確的角度傾斜，如在透鏡隔間100的頂部和底部處看到的，在透鏡隔間的頂部和底部處，透鏡106的外邊緣并未安置成與透鏡隔間100的內(nèi)部齊平。這種傾斜和失準造成圖像質量的損失。期望存在一種小型成像物鏡，所述小型成像物鏡能被有效地制造，并不依賴于單獨透鏡元件的機械公差，并且將提供良好的圖像質量
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種成像光學器件。所述成像光學器件包括:第一組合元件，所述第一組合元件包括沿著光軸彼此對準并且彼此附接的至少兩個單獨透鏡元件；第二組合元件，所述第二組合元件包括至少一個單獨透鏡元件；以及設置在所述第一組合元件與所述第二組合元件之間的孔，所形成的成像光學器件的表面(內(nèi)嵌的以及外部的)具有相對于所述光軸小于大約3分的傾斜以及相對于所述光軸小于大約0.005mm的偏心。本發(fā)明還提供一種制造成像光學器件的方法。制造成像光學器件的所述方法包括以下步驟:將第一單獨透鏡元件固定在保持件中；將一束或多束光引導通過所述第一單獨透鏡元件；將所述第一單獨透鏡元件與所述一束或多束光的光軸對準；將第二單獨透鏡元件固定在所述保持件中；將所述一束或多束光引導通過所述第一單獨透鏡元件和所述第二單獨透鏡元件；將來自所述第一單獨透鏡元件的一束或多束光與來自所述第二單獨透鏡元件的一束或多束光對準，從而將所述第一單獨透鏡元件和所述第二單獨透鏡元件設置在第一對準位置中；以及在所述第一對準位置將所述第一單獨透鏡元件附接到所述第二單獨透鏡元件，從而形成第一組合元件。本發(fā)明還提供一種內(nèi)窺鏡。所述內(nèi)窺鏡包括操作部和插入部，所述插入部包括成像光學器件，所述成像光學器件包括第一組合元件、第二組合元件和設置在所述第一組合元件與所述第二組合元件之間的孔，所述第一組合元件包括沿著光軸彼此對準并且彼此附接的至少兩個單獨透鏡元件，所述第二組合元件包括至少一個單獨透鏡元件，所述成像光學器件的表面(內(nèi)嵌的以及外部的)具有相對于所述光軸小于大約3分的傾斜以及相對于所述光軸小于大約0.005mm的偏心。


本發(fā)明借助本發(fā)明的非限制性示意實施方式通過參考附圖而在后文的詳細說明中被進一步描述，在所有附圖中，相同的附圖標記表示相似的部件。然而，應當理解的是，本發(fā)明不局限于所示的確切布置和手段。在附圖中:圖1是現(xiàn)有技術的光學器件的示例性圖；圖2是本發(fā)明的成像光學器件`的示例性圖；圖3是與人的頭發(fā)相比的本發(fā)明的一個實施方式的透鏡組件；圖4是與尺子的一部分相比的本發(fā)明的一個實施方式的透鏡組件；圖5是包括本發(fā)明的成像透鏡組件的示例性內(nèi)窺鏡；以及圖6是由透鏡組件的一個實施方式產(chǎn)生的光線圖。
具體實施例方式針對小型成像光學器件以及制造小型成像光學器件并且同時保持良好光學質量的方法的需要得到本發(fā)明的解決方案。該系統(tǒng)由其精度和尺寸來表征。圖2是本發(fā)明的成像光學器件的示例性圖并且是本發(fā)明的方法的結果。如圖2所示，示出了組裝好的成像光學器件I，所述成像光學器件通過本發(fā)明的方法來組裝。制造成像光學器件的方法包括數(shù)個步驟。開始時，將第一單獨透鏡2元件設置在保持件上。本文所討論的每個單獨元件均能具有兩個具有曲率的表面(powered surface)、一個具有曲率的表面和一個平坦表面、或者兩個平坦表面。與本文所述的所有單獨透鏡元件一樣，第一單獨透鏡元件2能由任何合適的玻璃或塑料材料構成。第一單獨透鏡元件2可以被固定在保持件中，所述保持件可以是適于以極少運動或無運動的方式支承透鏡元件的精密的V形塊或任何其他保持件。在一個實施方式中，第一單獨透鏡元件2可首先被固定或附接到第一桿，所述第一桿也被設置在保持件中。第一桿能有助于操縱第一單獨透鏡元件2，并且通過該方法能為第一單獨透鏡元件2提供支承。該第一桿能由玻璃或任何其他合適材料(包括塑料)構成。一旦第一單獨透鏡元件2被固定，則一束或多束光的光源20將一束或多束光22沿光軸引導引導通過第一單獨透鏡元件2。一束或多束光的光源20可以是激光源，所述激光源可產(chǎn)生一束或多束激光。一束或多束激光可作為圖案或圖像或以隨機構造被產(chǎn)生。在對準過程的一個實施方式中，為了將第一單獨透鏡元件2與光軸對準以使得第一單獨透鏡元件2對中并且處于正確角度，第一單獨透鏡元件2被操縱以使得一束或多束光22反射回到一束或多束光的光源20上。在對準過程的另一實施方式中，為了將第一單獨透鏡元件2與光軸對準以使得第一單獨透鏡元件2對中并且處于正確角度，第一單獨透鏡元件2被操縱以使得一束或多束光22穿過所述第一單獨透鏡元件并且落到基準表面29上。所述一束或多束光22的位置可被對準，以使得光22與基準表面29上的預定圖案重合。作為許多可行構造的一個示例，一束或多束光22可以處于叉絲(cross-hair)圖像中，所述叉絲圖像于是可被對準以使其與基準表面29上的叉絲圖像重合。該操縱能夠以任何合適的方式來進行，包括自動操縱或者由使用人員進行的手動操縱。如果以自動的方式進行該操縱，那么機器能被編程以移動每個單獨透鏡元件，直到一束或多束光22反射回到一束或多束光的光源20上，從而更接近被完全對準直到達到預定誤差極限。 如果利用單獨透鏡元件的自動操縱，那么機器能被編程以將單獨透鏡相對被固定在保持件中。為了有助于此，機器可具有機器人部，所述機器人部能夠拾取單獨透鏡元件以及操縱單獨透鏡元件。該機器會首先拾取所示的單獨透鏡元件，并將其固定在保持件中。通過操縱單獨透鏡元件的位置，該機器會將來自光源的一束或多束光引導通過該單獨透鏡元件。該機器會繼續(xù)操縱單獨透鏡元件的位置，從而使得該單獨透鏡元件與光源的光軸越來越好地對準。該機器能包括數(shù)個傳感器，這些傳感器將在每個運動之后測量單獨透鏡元件與光軸的對準，直到失準處于預定誤差閾值之下。一旦傳感器確定了單獨透鏡元件被充分地對準，該機器就會固定另一單獨透鏡元件并且將其以相同的方式對準直到失準處于預定誤差閾值之下，并且將兩個單獨透鏡元件附接到一起。在對準過程的一個實施方式中，一束或多束光22將穿過第一單獨透鏡元件2并且反射回到一束或多束光的光源20上。一束或多束光22上的離開箭頭23代表在其離開一束或多束光的光源20的一束或多束光22。反射箭頭25代表在其接觸單獨透鏡元件之后被反射回到所述一束或多束光的光源20的一束或多束光22。一旦第一單獨透鏡元件2被操縱使得一束或多束光22反射回到一束或多束光的光源20上，那么第二單獨透鏡元件4相對于光軸被固定并且同時確保第一單獨透鏡元件2保持大致固定。為了將第二單獨透鏡元件4與第一單獨透鏡元件2對準，而將一束或多束光22引導通過第二單獨透鏡元件4和對準的第一單獨透鏡元件2。第二單獨透鏡元件4被操縱以使得一束或多束光22被反射回到所述一束或多束光的光源20上。來自第二單獨透鏡元件4的反射將與在將第二單獨透鏡元件4設置在保持件中之前單獨從第一單獨透鏡元件2反射回來的一束或多束光22重合。在第二單獨透鏡元件4被對準之后，第一單獨透鏡元件2和第二單獨透鏡元件4處于第一對準位置。在對準過程的另一實施方式中，一束或多束光22將穿過第一單獨透鏡元件2并且落到基準表面29上。穿過箭頭27代表穿過第一單獨透鏡元件2的一束或多束光22。一旦第一單獨透鏡元件2被操縱以使得一束或多束光22將穿過第一單獨透鏡元件2并且落到基準表面29上，那么第二單獨透鏡元件4就相對于光軸被固定并且同時確保第一單獨透鏡元件2保持大致固定。為了將第二單獨透鏡元件4與第一單獨透鏡元件2對準，而將一束或多束光22引導通過對準的第一單獨透鏡元件和第二單獨透鏡元件4。第二單獨透鏡元件4被操縱以使得其被對準并且一束或多束光22被定位在基準表面29上的預定點處。預定點將與在一束或多束光22僅被引導通過第一單獨透鏡元件2而不通過第二單獨透鏡元件4時的所述一束或多束光22重合。在第二單獨透鏡元件4已被對準之后，第一單獨透鏡元件2和第二單獨透鏡元件4處于第一對準位置。所有透鏡元件都可借助上述對準過程中的任一過程來對準。為了清楚起見，下述說明借助所述的第一對準過程來對準，但這絕不排除使用第二對準過程。一旦第一單獨透鏡元件2和第二單獨透鏡元件4處于第一對準位置，第一單獨透鏡元件2和第二單獨透鏡元件4就被附接到一起。為了將第一單獨透鏡元件2與第二單獨透鏡元件4附接以形成第一組合元件12 二聯(lián)體(doublet)，可使用陶瓷或其他合適的粘結劑。合適的粘結 劑的一些示例包括Norland61UV光學粘結劑和Vitralit6128UV環(huán)氧樹月旨。如果第一組合元件12的第一單獨透鏡元件2部分與第二單獨透鏡元件4部分具有不同的直徑，那么該第一組合元件可在邊緣研磨成具有大約(+0.00/-0.0lOmm)的公差的單個直徑。一旦將第一單獨透鏡元件2與第二單獨透鏡元件4附接以形成第一組合元件12，則其他單獨透鏡元件可被對準并且增設到第一組合元件12 二聯(lián)體，之后重復上述的相同步驟。在下文描述形成組合元件的3個單獨透鏡元件的說明，但是每個組合元件均能包含數(shù)個單獨透鏡元件，這取決于成像光學器件所需的光學質量。在另一實施方式中，在已經(jīng)構成第一組合元件12之后，將該第一組合元件從其固定位置移除。在另一實施方式中，其中第一組合元件12被附接到孔的一側并且僅一個單獨透鏡元件被附接到該孔的另一側，第一組合元件12被留置在保持件中。一旦已經(jīng)構成第一組合元件12，則將該第一組合元件12設置在保持件中，并且在保持件中設置孔5。在孔5被設置在保持件中之后，將第三單獨透鏡元件6固定在該保持件中。于是第一組合元件12被附接到孔5的一側，并且第三單獨透鏡元件6被附接到孔5的另一側。在該實施方式中，所構成的成像光學器件可用于合適的內(nèi)窺鏡中。所構成的成像光學器件還可構造成使得成像光學器件的表面相對于光軸具有小于大約3分的傾斜并且相對于光軸具有小于大約
0.005mm的偏心。在該實施方式中，在將第三單獨透鏡元件6附接到孔5之前，孔5可能填充有粘結劑或者其可保持未被填充。該粘結劑可以是任何合適粘結劑，包括Vitralit7256和Norland Optical Adhesive 73。將孔用粘結劑填充可具有數(shù)個優(yōu)點，包括減小有效厚度、減小空氣等同厚度以及增大圖像照明度，尤其增大圖像的邊緣周圍的照明度。在第一實施方式中，在移除第一組合元件12之后，能開始構造第二組合元件14。為了開始第二組合元件14的構造，在保持件上設置第三單獨透鏡元件6。在一個實施方式中，第三單獨透鏡元件6可被首先固定或附接到第二桿，所述第二桿也位于所述保持件中。第二桿能有助于處理第三單獨透鏡元件6，并且在形成第二組合元件14期間能為第三單獨透鏡元件6提供支承。該桿可由玻璃或任何其他材料(包括塑料)構成。一旦將該第三單獨透鏡元件6固定到保持件中，一束或多束光22就穿過該第三單獨透鏡元件。為了對準第三單獨透鏡元件6，第三單獨透鏡元件6被操縱以使得一束或多束光22反射回到一束或多束光的光源20上。該操縱能夠以任何合適的方式來進行，包括自動操縱或者由使用人員進行的手動操縱。如果以自動的方式進行該操縱，那么機器能被編程以移動每個單獨透鏡元件，直到一束或多束光22反射回到一束或多束光的光源20上，從而更接近被完全對準直到達到預定誤差極限。一旦第三單獨透鏡元件6被操縱以使得一束或多束光22反射回到一束或多束光的光源20上，則在保持件中設置第四單獨透鏡元件8，同時確保第三單獨透鏡元件6保持大致固定。為了將第四單獨透鏡元件8與第三單獨透鏡元件6對準，使一束或多束光22引導通過對準的第三單獨透鏡元件6和第四單獨透鏡元件8。第四單獨透鏡元件8被操縱以使得一束或多束光22反射回到一束或多束光的光源20上。來自第四單獨透鏡元件8的反射將與在將第四單獨透鏡元件8設置在保持件中之前單獨從第三單獨透鏡元件6反射回來的一束或多束光22重合。在第四單獨透鏡元件8被操縱之后，第三單獨透鏡元件6和第四單獨透鏡元件8處于第二對準位置。一旦第三單獨透鏡元件6和第四單獨透鏡元件8處于第二對準位置，第三單獨透鏡元件6和第四單獨透鏡元件8就被附接到一起，從而形成第一附接組13。在一個示例中，其中三個單獨透鏡元件被附接到一起以形成第二組合元件14，第五單獨透鏡元件10與所述第一附接組13 —起被設置在保持件中，并且同時保持第一附接組13大致固定。一旦將第五單獨 透鏡元件10固定在保持件中，該第五單獨透鏡元件10就被操縱以用于對準。為了將第五單獨透鏡元件10與先前對準的第一附接組13對準，將一束或多束光22引導通過對準的第一附接組13和第五單獨透鏡元件10。第五單獨透鏡元件10被操縱以使得一束或多束光22反射回到一束或多束光的光源20上。來自第五單獨透鏡元件10的反射將與在將第五單獨透鏡元件10設置在保持件中之前單獨從第一附接組13反射回來的一束或多束光22重合。在第五單獨透鏡元件10已被對準之后，第五單獨透鏡元件10和第一附接組13處于第三對準位置。一旦第五單獨透鏡元件10和第一附接組13處于第三對準位置，第五單獨透鏡元件10和第一附接組13就被附接到一起，從而形成第二組合元件14。如果第三單獨透鏡元件6、第四單獨透鏡元件8和第五單獨透鏡元件10中的一些具有不同的直徑，那么第二組合元件14能被邊緣研磨成具有大約(+0.00/-0.0lOmm)的公差的單個直徑。第二組合元件14可被邊緣研磨成與第一組合元件12具有大致相同的直徑。一旦第三單獨透鏡元件6、第四單獨透鏡元件8和第五單獨透鏡元件10被附接以形成第二組合元件14，那么其他單獨透鏡元件可被對準并采用上述的相同步驟增設到第二組合元件14三聯(lián)體(triplet)。每個組合元件可包含數(shù)個單獨透鏡元件，這取決于成像光學器件所需的光學質量。每個單獨透鏡元件按照針對第五單獨透鏡元件10添加到第一附接組13的上述方式被添加。例如，如果第六單獨透鏡元件要被添加到第二組合元件14，那么該第六單獨透鏡元件將與第二組合元件14對準并且附接到該第二組合元件14。一旦完成第一組合元件12和第二組合元件14，則將第一組合元件12、孔5和第二組合元件14設置在保持件中?？?可具有與第一組合元件12和第二組合元件14大致相同尺寸的外徑。于是第一組合元件12被附接到孔5的一側?？?可以具有任何合適的厚度。在一個實施方式中，孔5可具有大約0.0lmm的厚度。在第一組合元件12被附接到孔5的一側之后，將第二組合元件14附接到孔5的另一側，從而形成透鏡組件16。在該實施方式中，在將第二組合元件14附接到孔5之前，孔5可填充有粘結劑或可保持未被填充。該粘結劑可以是任何合適的粘結劑，包括Vitralit7256和Norland Optical Adhesive73。用粘結劑來填充孔可具有數(shù)個優(yōu)點，包括減小有效厚度以及增大圖像照明度，尤其增大圖像的邊緣周圍的照明度。圖3是當與人的頭發(fā)的尺寸相比時透鏡組件16的一個示例。圖4是透鏡組件16的大小的另一示例。圖4的透鏡組件16具有大約1_的長度和大約0.5mm的直徑。根據(jù)上述方法構造的透鏡組件16具有良好的成像質量，并且可將良好圖像傳送到圖像捕獲裝置或圖像檢測器。上述方法形成與透鏡組件16類似的透鏡組件，其中透鏡組件的表面可具有小于大約3分的傾斜以及小于大約0.005mm的偏心。與在產(chǎn)生與透鏡組件16具有相同尺寸和相同規(guī)格的透鏡的常規(guī)方法(所述常規(guī)方法具有在大約85%至大約90%之間的產(chǎn)出損失)相比，該方法還可能導致在大約0%至大約5%之間的產(chǎn)出損失。術語“產(chǎn)出損失”在本文被用于描述由于形成的圖像質量而不適合指定的成像功能的所制造的光學器件的百分比。透鏡組件16于是可與圖像捕獲裝置或圖像檢測器一起被設置在一裝置中。這種裝置可以是內(nèi)窺鏡。內(nèi)窺鏡可以是側視或正視的內(nèi)窺鏡。在圖5中可看到包括透鏡組件16的內(nèi)窺鏡的一個實施方式。圖5不出了內(nèi)窺鏡50,為了描述目的該內(nèi)窺鏡是正視內(nèi)窺鏡。內(nèi)窺鏡50具有操作部5 4，所述操作部54包括兩個彎曲的操作臂54，這兩個操作臂在使用該內(nèi)窺鏡期間用于執(zhí)行彎曲操作。操作部54位于內(nèi)窺鏡50的近端處，并且在內(nèi)窺鏡手術期間保持受管理者的控制。內(nèi)窺鏡50還包括細長插入部52，所述插入部在內(nèi)窺鏡手術期間被插入患者身體中。在該示例性內(nèi)窺鏡中，僅示出成像能力，但是內(nèi)窺鏡還可包括流體傳送和移除以及在內(nèi)窺鏡50的遠端58周圍的區(qū)域中使用醫(yī)療儀器。在遠端58中示出的是透鏡組件16、圖像捕獲裝置20以及窗口 22，所述窗口將透鏡組件16與遠端58之外的環(huán)境分離。窗口 22可以具有任何合適形狀，包括平坦-平坦、平坦-凸形、平坦-凹形、凹形-凸形形狀，以及這些形狀的變形。至窗口 22的左方的箭頭表示由透鏡組件16捕獲的觀察區(qū)域。透鏡組件16可包括用于期望應用的濾光器，并且可根據(jù)用途被選擇。濾光器可被包括在任何合適位置中，包括距圖像檢測器或圖像捕獲裝置最遠的表面。形成透鏡組件16的上述方法可由使用者來執(zhí)行或可被自動執(zhí)行。在對準并附接單獨透鏡元件以及將組合元件附接到孔的方法期間，可由使用人員或機器人用戶來進行部件的操縱，并且機器人用戶被編程以操縱部件，使得這些部件如上所述被正確地對準并附接。
雖然已經(jīng)在具體實施方式
中描述了本發(fā)明，但是應當理解的是，本發(fā)明應當不由這種實施方式限制，而是根據(jù)隨附的權利要求書被限制。示例I在圖6中示出了與透鏡組件16類似的透鏡組件，圖6是光線圖。每個元件的規(guī)定能在下文被看出。列舉的材料(尺寸、形狀、光學特征)以示例的方式被提供，并且并不將本發(fā)明的范圍或精神限制于在該示例中具體的描述。表面半徑厚度玻璃直徑OBJ 無窮大 3.9005.370I 無窮大 0.170 藍寶石(SAPPHIRE) 0.7002 無窮大 0.0250.5003 無窮大 0.100 S-LAH580.5004 0.8159 0.400 S-NPH20.5005 無窮大 0.0000.5006 無窮大 0.0130.124
STO 無窮大 0.0130.1248 無窮大 0.0000.1249 無窮大 0.100 S-NPH20.12410 0.44 0.175 S-LAH520.50011 無窮大 0.175 S-LAH520.30112 -0.44 0.0000.50013 無窮大 0.2850.40914 無窮大 0.300 N-BK70.53615 無窮大 0.300 N-BK70.62316 無窮大 0.010 N0A610.710IMA 無窮大0.714厚度和直徑以毫米為單位被列出。表面的列表從圖6的左手側開始并且推進到圖6的右手側。展開的棱鏡18以及圖像捕獲裝置20被示出。圖像捕獲裝置20可以是任何合適裝置，包括電荷耦合裝置(CXD)。還示出了窗口 22。窗口 22可用于將透鏡組件16、棱鏡18和圖像捕獲裝置20與環(huán)境(包括內(nèi)窺鏡周圍的環(huán)境)分離。窗口 22可以是任何合適的材料，包括塑料、玻璃或藍寶石玻璃。在透鏡組件16的結構中可看到孔17。透鏡組件16具有每個單獨透鏡元件的較高水平的對準，其中透鏡組件16的表面具有小于大約3分的傾斜以及小于大約0.005mm的偏心，包括公差的影響。
權利要求
1.一種制造成像光學器件的方法，所述方法包括: (a)將第一單獨透鏡元件固定在保持件中； (b)將一束或多束光引導通過所述第一單獨透鏡元件； (C)將所述第一單獨透鏡元件與所述一束或多束光的光軸對準； (d)將第二單獨透鏡元件固定在所述保持件中； Ce)將一束或多束光引導通過所述第一單獨透鏡元件和所述第二單獨透鏡元件； (f)將來自所述第一單獨透鏡元件的一束或多束光與來自所述第二單獨透鏡元件的一束或多束光對準，從而將所述第一單獨透鏡元件和所述第二單獨透鏡元件設置在第一對準位置中；以及 (g)在所述第一對準位置將所述第一單獨透鏡元件附接到所述第二單獨透鏡元件，從而形成第一組合元件。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，所述方法還包括: (a)在所述保持件中設置孔； (b)將第三單獨透鏡元件固定到所述保持件中； (C)將所述第一組合元件附接到所述孔的一側；以及 (d)將所述第三單獨透鏡元件附接到所述孔的另一側。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，通過將從所述第一單獨透鏡元件反射回來的一束或多束光與從所述第二單獨透鏡元件反射回來的一束或多束光對準，而將所述第一單獨透鏡元件和所述第二單獨透鏡元件設置在所述第一對準位置中。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，通過將穿過所述第一單獨透鏡元件的一束或多束光與穿過所述第二單獨透鏡元件的一束或多束光對準，而將所述第一單獨透鏡元件和所述第二單獨透鏡元件設置在所述第一對準位置中。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，所述方法還包括: Ca)從所述保持件移除所述第一組合元件； (b)將第三單獨透鏡元件固定到所述保持件中； (C)將一束或多束光引導通過所述第三單獨透鏡元件； Cd)將所述第三單獨透鏡元件與所述一束或多束光的光軸對準； (e)將第四單獨透鏡元件固定到所述保持件中； Cf)將一束或多束光引導通過所述第三單獨透鏡元件和所述第四單獨透鏡元件； (g)將來自所述第三單獨透鏡元件的一束或多束光與來自所述第四單獨透鏡元件的一束或多束光對準，從而將所述第三單獨透鏡元件和所述第四單獨透鏡元件設置在第二對準位置中； (h)在所述第二對準位置將所述第三單獨透鏡元件附接到所述第四單獨透鏡元件； (i)在所述保持件中設置所述第一組合元件和一孔； (j)將所述第一組合元件附接到所述孔的一側；以及 (k)將所述第二組合元件附接到所述孔的另一側。
6.根據(jù)權利要求5所 述的方法，所述方法還包括位于步驟(h)和(i)之間的如下步驟，所述步驟包括:將第五單獨透鏡元件固定在所述保持件中；將一束或多束光引導通過所述第三單獨透鏡元件、所述第四單獨透鏡元件和所述第五單獨透鏡元件；將引導通過所述第三單獨透鏡元件和所述第四單獨透鏡元件的一束或多束光與來自所述第五單獨透鏡元件的一束或多束光對準，從而將所述第五單獨透鏡元件、所述第三單獨透鏡元件和所述第四單獨透鏡元件設置在第三對準位置中；并且在所述第三對準位置將所述第五單獨透鏡元件附接到處于的所述第四單獨透鏡元件，從而形成第二組合元件。
7.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，通過將從所述第三單獨透鏡元件反射回來的一束或多束光與從所述第四單獨透鏡元件反射回來的一束或多束光對準，而將所述第三單獨透鏡元件和所述第四單獨透鏡元件設置在所述第二對準位置中。
8.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，通過將穿過所述第三單獨透鏡元件的一束或多束光與穿過所述第四單獨透鏡元件的一束或多束光對準，而將所述第三單獨透鏡元件和所述第四單獨透鏡元件設置在所述第二對準位置中。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，所述方法還包括在步驟(g)之后的如下步驟，所述步驟包括:將第六單獨透鏡元件固定在所述保持件中；將一束或多束光引導通過所述第一單獨透鏡元件、所述第二單獨透鏡元件和所述第六單獨透鏡元件；將來自所述第一單獨透鏡元件和所述第二單獨透鏡元件的一束或多束光與來自所述第六單獨透鏡元件的一束或多束光對準，從而將所述第六單獨透鏡元件、所述第一單獨透鏡元件和所述第二單獨透鏡元件設置在第四對準位置中；以及在所述第四對準位置將所述第六單獨透鏡元件附接到所述第二單獨透鏡元件。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，將那些單獨透鏡元件通過粘結劑附接以形成組合元件。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中，所述粘結劑是Norland61UV光學粘結劑。
12.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，所述孔填充有粘結劑。
13.根據(jù)權利要 求5所述的方法，其中，所述孔填充有粘結劑。
14.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，那些組合元件在被附接到所述孔之前被執(zhí)行邊緣研磨。
15.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，那些單獨透鏡元件是玻璃。
16.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，那些單獨透鏡元件是塑料。
17.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，每個單獨透鏡元件均具有至少一個平坦表面。
18.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，每個單獨透鏡元件均具有至少一個彎曲表面。
19.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述第一組合元件和所述第二組合元件借助Vitralit6128UV環(huán)氧樹脂被附接到所述孔。
20.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述成像光學器件具有大約0.5mm的直徑。
21.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述第一單獨透鏡元件和所述第二單獨透鏡元件被固定在保持件中。
22.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述一束或多束光產(chǎn)生圖像。
23.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述一束或多束光來自激光源。
24.—種內(nèi)窺鏡,所述內(nèi)窺鏡包括: 操作部；以及 插入部，所述插入部包括成像光學器件，所述成像光學器件包括第一組合元件、第二組合元件和設置在所述第一組合元件與所述第二組合元件之間的孔，所述第一組合元件包括沿著光軸彼此對準并且彼此附接的至少兩個單獨透鏡元件，所述第二組合元件包括至少一個單獨透鏡元件，所述成像光學器件的表面具有相對于所述光軸小于大約3分的傾斜以及相對于所述光軸小于大約0.005mm的偏心。
25.根據(jù)權利要求24所述的內(nèi)窺鏡，其中，所述第二組合元件包括至少兩個單獨透鏡元件，所述至少兩個單獨透鏡元件沿著光軸彼此對準并且彼此附接。
26.根據(jù)權利要求24所述的內(nèi)窺鏡，其中，所述孔填充有粘結劑。
27.一種成像光學器件，所述成像光學器件包括: 第一組合元件，所述第一組合元件包括沿著光軸彼此對準并且彼此附接的至少兩個單獨透鏡兀件； 第二組合元件，所述第二組合元件包括至少一個單獨透鏡元件；以及 設置在所述第一組合元件與所述第二組合元件之間的孔； 所述成像光學器件的表面具有相對于所述光軸小于大約3分的傾斜以及相對于所述光軸小于大約0.005mm的偏心。
28.根據(jù)權利要求27所述的成像光學器件，其中，所述第二組合元件包括至少兩個單獨透鏡元件，所述至少兩個單獨透鏡元件沿著光軸彼此對準并且彼此附接。
29.根據(jù)權利要求27所述的成像光學器件，其中，所述孔填充有粘結劑。
30.根據(jù)權利要求27所述的成像光學器件，其中，每個單獨透鏡元件均具有一個彎曲表面和一個平坦表面。
31.根據(jù)權利要求27所述的成像光學器件，所述成像光學器件還包括附接到所述第二組合元件的濾光器。
32.根據(jù)權利要求27所述的成像光學器件，其中，所述成像光學器件具有大約0.5_的直徑。
33.根據(jù)權利要求27所述的成像光學器件，其中，那些單獨透鏡元件是玻璃。
34.根據(jù)權利要求27所述的成像光學器件，其中，那些單獨透鏡元件是塑料。
全文摘要
一種成像光學器件，所述成像光學器件包括第一組合元件，所述第一組合元件包括沿著光軸彼此對準并且彼此附接的至少兩個單獨透鏡元件；第二組合元件，所述第二組合元件包括至少一個單獨透鏡元件；以及設置在所述第一組合元件與所述第二組合元件之間的孔，所述成像光學器件的表面具有相對于所述光軸小于大約3分的傾斜以及相對于所述光軸小于大約0.005mm的偏心。一種制造成像光學器件的方法以及包括所述成像光學器件的內(nèi)窺鏡。
文檔編號G02B23/24GK103229090SQ201180040613
公開日2013年7月31日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權日2010年8月23日
發(fā)明者J·L·巴羅, J·D·米爾克斯, N·A·阿維斯, T·M·魯皮恩 申請人:捷銳士阿希邁公司